CN105452077B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆具有发动机和至少两个电动机作为产生用于车辆行驶的驱动力的驱动力源，所述控制装置根据针对所述车辆的所需驱动量，选择并设定利用所述发动机的驱动力来行驶的第1行驶模式、利用两个以上的所述电动机的驱动力来行驶的第2行驶模式以及利用比在所述第2行驶模式中驱动的电动机的数量少的数量的电动机的驱动力来行驶的第3行驶模式中的某一个行驶模式，所述控制装置构成为在所述所需驱动量的变化率大于预先决定的值的情况下不选择所述第2行驶模式。

Description

混合动力车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及以具备发动机和电动机或者电动发电机作为驱动力源的混合动力车辆为对象的控制装置，特别涉及构成为进行驱动状态的切换控制的控制装置。

背景技术

在具备发动机和电动机或者电动发电机(以下，有时将电动机和电动发电机统一记载为电动机。)作为驱动力源的混合动力驱动装置中，有各种驱动形式，作为其一个例子，在日本特开2008－265598号公报中记载了一种所谓的双电动机类型的装置，该双电动机类型的装置具备：控制发动机的转速的电动发电机；以及通过由该电动发电机发电出的电力而驱动的电动机。对其结构简单地进行说明，发动机和电动发电机与动力分割装置连结，该动力分割装置由具备三个旋转元件的差动机构构成，另外电动机与这些旋转元件中的输出元件连结，构成为将由电动发电机发电出的电力供电到该电动机。该输出元件经由规定的齿轮系等与驱动轮连结，另外设置了固定发动机的输出轴的固定单元。

因此，动力分割装置中的输出元件受到伴随使驱动轮旋转的负的转矩，如果在该状态下驱动发动机，并且使电动发电机作为发电机发挥功能，则发动机的转速根据电动发电机的转速而变化。即，能够在将发动机的转速通过电动发电机而控制为燃油效率良好的转速的同时，利用发动机的动力来行驶。在该情况下，由电动发电机发电出的电力被供给到电动机，该电动机所输出的驱动力从输出元件传递到驱动轮。这是所谓的发动机行驶模式(或者混合动力模式)。相对于此，日本特开2008－265598号公报中所记载的装置能够通过固定单元固定发动机的输出轴，所以能够使动力分割装置作为进行减速或者增速的变速机构而发挥功能。即，伴随固定发动机的输出轴，动力分割装置的输入元件被固定，所以如果使电动发电机作为电动机而进行动作，则其转矩根据动力分割装置的齿数比而增大或者减少，从输出元件输出。在该情况下，通过同时驱动电动机，从而电动发电机和电动机所输出的驱动力被传递到驱动轮，所谓的电动机行驶模式成立。

在日本特开2008－265598号公报中所记载的装置中，能够选择利用发动机的动力来行驶的模式和利用两个电动机的动力来行驶的模式，所以能够有效地利用再生的能量，或者能够有效地利用电动机，能够使燃油效率提高。其主要原因在于能够选择适于基于由驾驶员实施的加速器操作的加速器开度或者所需驱动力的驱动力源。因此，在所需驱动力进一步小的情况下，通过将某一个电动发电机作为驱动力源而行驶，从而能够使能量效率进一步提高。

根据加速器开度、车速等而选择并设定这样的两个或者三个行驶模式。例如在以规定的车速行驶时的加速器开度大的情况下，选择利用发动机的动力来行驶的行驶模式，相反，在加速器开度小的情况下，选择使用两个电动发电机来行驶的行驶模式，在加速器开度进一步小的情况下，选择使用一个电动发电机来行驶的行驶模式。因此，行驶模式会根据加速器开度或者所需驱动力的变化而被切换。因此，如果例如急速地踩加速器踏板或者使加速器踏板急速地回位，则会急速地切换行驶模式。在该情况下，如果能够选择三个以上的行驶模式，并如上述日本特开2008－265598号公报中所记载的那样，只是根据加速器开度的变化来使行驶模式变化，则进行经过两个以上的行驶模式而使行驶模式迅速地变化的控制。这些行驶模式中的、所谓的中间的行驶模式是与加速器开度或者所需驱动力相应的行驶模式，但只不过是在行驶模式的切换过程中临时设定的行驶模式。即使是这样的临时的行驶模式的设定，也执行电动机的动作状态的切换或者接合机构的接合状态的切换等。因此，经过这些切换所需的时间而行驶模式被切换，所以行驶模式的变更所需的时间变长而控制响应性下降，或者伴随上述切换控制，驱动转矩发生变化，这有可能有不协调的感觉。

发明内容

本发明是着眼于上述技术课题而完成的，其目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置，该控制装置能够抑制与急速的所需驱动力的变化相伴的频繁的行驶模式的切换。

为了达成上述目的，本发明提供一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆具有发动机和至少两个电动机作为产生用于车辆行驶的驱动力的驱动力源，所述控制装置根据针对所述车辆的所需驱动量，选择并设定利用所述发动机的驱动力来行驶的第1行驶模式、利用两个以上的所述电动机的驱动力来行驶的第2行驶模式以及利用比在所述第2行驶模式中驱动的电动机的数量少的数量的电动机的驱动力来行驶的第3行驶模式中的某一个行驶模式，所述控制装置的特征在于，构成为在所述所需驱动量的变化率大于预先决定的值的情况下不选择所述第2行驶模式。

在本发明中，能够将所述所需驱动量设为根据加速器开度和车速而求出的所需驱动力。

另外，在本发明中，能够将所述所需驱动量的变化率设为加速器开度的变化率。

进而，在本发明中，可以构成为：根据所述所需驱动量和车速，预先决定有：设定所述第1行驶模式的第1行驶区域；设定所述第2行驶模式的第2行驶区域，该第2行驶区域是所需驱动量比该第1行驶区域小的区域；以及设定所述第3行驶模式的第3行驶区域，该第3行驶区域是所需驱动量比该第2行驶区域小的区域，在根据所述所需驱动量和车速决定的所述混合动力车辆的运转状态属于所述第1至第3行驶区域中的某一个行驶区域的情况下，设定与所述运转状态所属的行驶区域对应的行驶模式。

另一方面，在本发明中，不选择所述第2行驶模式的控制也可以是如下控制：将所述第1行驶区域扩大到所述第2行驶区域，即使在所述运转状态属于扩大所述第1行驶区域之前的第2行驶区域的情况下，也设定与所述第1行驶区域对应的所述第1行驶模式。

或者本发明中的不选择所述第2行驶模式的控制也可以是如下控制：在所述运转状态属于第2行驶区域的情况下，代替所述第2行驶模式而设定所述第1行驶模式。

另外，在本发明中，也可以构成为：所述两个电动机中的第1电动机能够将驱动力传递到所述发动机和驱动轮，且所述两个电动机中的第2电动机至少能够将驱动力传递到所述驱动轮。

进而，本发明中的混合动力车辆包括如下车辆，该车辆具备：动力分割机构，由差动机构构成，该差动机构具备相互进行差动作用的第1至第3旋转元件，且所述发动机与第1旋转元件连结，并且所述两个电动机中的第1电动机与第2旋转元件连结，进而所述两个电动机中的第2电动机与第3旋转元件连结；以及固定单元，固定所述第1旋转元件，并解除其固定。

而且，能够将本发明中的所述至少两个电动机中的某一个电动机设为具有发电功能的电动机。

根据本发明，根据所需驱动量来执行通过发动机来行驶或者通过电动机来行驶的控制，所以能够产生所需的驱动力，并且能够使燃油效率或者能量效率提高。另外，即使根据所需驱动量的变化而行驶模式变化，在所需驱动量的变化率大于预先决定的值的情况下，也不选择或者不设定行驶模式的变化的过程中的中间的第2行驶模式，所以行驶模式的切换成为第1行驶模式与第3行驶模式之间的切换。其结果，行驶模式的切换次数变少，能够避免或者抑制高频度的切换控制或者经过多个行驶模式的迅速的切换控制。

附图说明

图1是用于说明由本发明的控制装置执行的控制的一个例子的流程图。

图2是示出进行了从单电动机行驶模式直接切换到发动机行驶模式的控制的情况下的发动机转速、各电动发电机的转速以及转矩等的变化的时序图。

图3是示意地示出在本发明中能够作为对象的混合动力车辆的动力传动的框图。

图4是示出发动机行驶区域以及双电动机行驶区域和单电动机行驶区域的图(线图)。

图5是示意地示出在本发明中能够作为对象的混合动力车辆的动力传动的其它例的框架图。

图6是示意地示出本发明的控制装置中的控制***的框图。

图7是关于图5所示的动力传动中的动力分割机构的共线图，是示出利用发动机来行驶的状态的图。

图8是关于图5所示的动力传动中的动力分割机构的共线图，是示出利用电动发电机的动力来行驶的状态的图。

图9是示意地示出将图5所示的动力传动中的制动器置换为单向离合器的动力传动的框架图。

图10是示意地示出在发动机与动力分割机构之间设置了变速部的动力传动的一个例子的框架图。

图11是示意地示出对图10所示的隔板部的位置进行了变更的其它动力传动的框架图。

图12是汇总地示出图10以及图11所示的动力传动的各驱动状态下的离合器以及制动器和各电动发电机的动作状态的图表。

图13是关于图10以及图11所示的动力传动中的动力分割机构以及变速部的共线图，是示出利用发动机来行驶的状态的图。

图14是关于图10以及图11所示的动力传动中的动力分割机构以及变速部的共线图，是示出利用电动发电机来行驶的状态的图。

具体实施方式

本发明是以具备发动机和电动机或者电动发电机(以下，有时将电动机和电动发电机统一记载为电动机。)作为驱动力源的车辆中的动力传递装置或者控制该动力传递装置的控制装置为对象的发明，特别是，该车辆是至少具有控制发动机的转速、转矩的电动机、和产生驱动力的电动机这两个电动机的所谓的混合动力车。其混合动力形式可以是被称为串联式混合动力的形式、被称为并联式混合动力的形式以及被称为串联式/并联式混合动力的形式中的某一个形式。另外，关于该发动机，最普遍的是汽油发动机，但本发明中的发动机可以是柴油发动机、燃气发动机等使用汽油以外的燃料的发动机。另外，电动机优选是具有发电功能的电动机(即电动发电机)，但也可以是：在发动机的控制中使用的电动机是由电动发电机构成，其它电动机是不具备发电功能的电动机。

进而，在本发明中作为对象的车辆或者控制装置构成为能够选择利用发动机所输出的动力来行驶的行驶模式和用蓄电装置的电力驱动电动机来行驶的行驶模式。利用发动机所输出的动力来行驶的行驶模式可以构成为设定如下模式：将该动力的一部分传递到驱动轮，并且利用该动力的另一部分来驱动电动发电机而进行发电，用该电力驱动其它电动机而行驶的模式；以及用发动机驱动发电机进行发电，用该电力驱动电动机而行驶的模式等。另外，将电力从蓄电装置供给到电动机而行驶的模式是用某一个电动机来行驶的模式、一起驱动两个电动机(或者电动发电机)而行驶的模式等。

在图3中，示意地示出了串联地排列发动机(ENG)1和两个电动发电机(MG1、MG2)2、3的动力传动的一个例子。发动机1的输出轴和第1电动发电机(MG1)2的转子经由第1离合器C1连结，该第1电动发电机2的转子和第2电动发电机(MG2)3的转子经由第2离合器C2连结。而且，构成为从第2电动发电机3的转子向驱动轮4输出驱动力。另外，虽然未特别进行图示，但发动机1构成为其燃料供给量、点火时期或者节气门开度、进而阀门的开闭定时等被电控制。另外，各电动发电机2、3经由逆变器而与蓄电装置(分别未图示)连接，构成为转速、转矩、或者作为电动机的功能以及作为发电机的功能的切换等被电控制。进而，各离合器C1、C2构成为其接合、放开或者传递转矩容量被电控制。而且，设置了进行这些控制的电子控制装置ECU。

构成驱动力源的上述发动机1以及第1电动发电机2和第2电动发电机3的动力性能或者驱动特性相互不同。例如发动机1能够在从低转矩且低转速的区域至高转矩且高转速的区域的宽的运转区域进行运转，另外能量效率在转矩以及转速某种程度高的区域变良好。相对于此，进行发动机1的转速、使发动机1停止时的曲柄角度等的控制以及驱动力的输出的第1电动发电机2具备以低转速输出大的转矩的特性，向所述驱动轮4输出转矩的第2电动发电机3具备能够以比第1电动发电机2高的转速进行运转，且最大转矩比第1电动发电机2小的特性。因此，在本发明中作为对象的车辆被控制成有效地利用构成驱动力源的上述发动机1、各电动发电机2、3，能量效率或者燃油效率变良好。

该控制是如下控制：根据车辆的行驶状态，选择并设定利用发动机1的动力来行驶的发动机行驶模式、使两个电动发电机2、3作为电动机而发挥功能来行驶的双电动机行驶模式以及利用某一个电动发电机(具体而言第2电动发电机3)的动力来行驶的单电动机行驶模式。在图4中示意地示出了设定了这些行驶模式的运转区域。图4是以车速V为横轴、以所需驱动力F为纵轴而示出运转区域的图，用符号I表示的区域是执行单电动机行驶模式的区域(单电动机行驶区域)，用符号II表示的区域是执行双电动机行驶模式的行驶区域(双电动机行驶区域)，用符号III表示的区域是执行发动机行驶模式的区域(发动机行驶区域)。另外，发动机行驶区域与本发明中的第1行驶模式相当，双电动机行驶模式与本发明中的第2行驶模式相当，单电动机行驶模式与本发明中的第3行驶模式相当。

此处，所需驱动力F与在通常的混合动力车中控制发动机、电动发电机时求出的所需驱动力相同，例如根据加速器开度和车速而预先决定。该所需驱动力F主要成为决定车辆的动力性能或者动力特性的主要原因，能够针对每个车种或者针对每个车类而在设计上决定。本发明中的所需驱动量可以是该所需驱动力F和加速器开度中的某一个，或者也可以是构成为根据这些所需驱动力F或者加速器开度中的某一个来决定的参数。

因此，在此处说明的车辆中，在加速器开度大到某种程度以上的情况或者车速是某种程度以上的高车速的情况下，执行发动机行驶模式。在该发动机行驶模式下，发动机1根据所需驱动力F进行运转，并且各离合器C1、C2接合，发动机1所输出的转矩经由各电动发电机2、3传递到驱动轮4。在该情况下，发动机1的转矩、转速由例如第1电动发电机2控制，另外如果在第1电动发电机2中产生电力，则用该电力来驱动第2电动发电机3。因此，该情况下的控制能够说成是混合动力驱动控制。

相对于此，在加速器开度小从而所需驱动力F小的情况下，运转区域成为单电动机行驶区域I，所以发动机1被停止，并且至少第2离合器C2被放开。在该状态下从蓄电装置向第2电动发电机3进行供电，使其作为电动机而发挥功能，从而车辆通过第2电动发电机3来行驶。另外，为了准备发动机1的再次起动，有时通过第1电动发电机2将曲柄角度控制为适于起动的角度。

另外，在所需驱动力F处于这些发动机行驶区域III与单电动机行驶区域I之间的情况下，车辆的运转区域成为双电动机行驶区域II，发动机1被停止，并且第1离合器C1被放开且第2离合器C2被接合。在该状态下，控制成从蓄电装置向第1以及第2电动发电机2、3进行供电，将这些电动发电机2、3作为电动机而发挥功能。因此，在如下条件成立的情况下执行单电动机行驶模式或者双电动机行驶模式：蓄电装置的充电量(State of Charge：SOC)足够、成为第2电动发电机3能够输出转矩的状态、成为也可以使发动机1停止的状态等。

而且，在车辆行驶的情况下，根据上下坡路等道路状况、交通量或者限制速度的变化等行驶环境来进行加速器操作，另外由于车速变化，所以车辆的运转状态发生变化，伴随其而行驶模式被切换。例如在车速V下降的情况下，如在图4中用箭头a示出那样，车辆的运转区域从发动机行驶区域III变化为双电动机行驶区域II或者单电动机行驶区域I。另外，在加速器开度减小的情况下，如在图4中用箭头b示出那样，车辆的运转区域从发动机行驶区域III变化为双电动机行驶区域II或者单电动机行驶区域I。另外，如果构成为通过第1电动发电机2将发动机1的曲柄角度控制为适于再次起动的角度，则在根据车速V以及所需驱动力F而决定的车辆的运转状态从上述发动机行驶区域I变化为双电动机行驶区域II的情况下，暂先切换为单行驶模式，之后将第1电动发电机2控制成输出用于行驶的驱动力，并切换为双电动机行驶模式。用于与这些运转区域的变化相伴的行驶模式的切换的控制是通过前述电子控制装置ECU而执行的。

在图5中用框架图示出了在本发明中能够作为对象的车辆中的动力传动的其它例。此处所示的例子是如下那样构成的所谓的双电动机式或者串联/并联式的混合动力驱动装置：将发动机1所输出的动力分割到第1电动发电机2侧和驱动轮4侧，且将在第1电动发电机2中产生的电力供给到第2电动发电机3，将第2电动发电机3的驱动力施加到驱动轮4。在此处所示的动力传递装置中使用的动力分割机构5由具有三个旋转元件的差动机构构成，更具体而言，由行星齿轮机构构成。在图5所示的例子中，使用了单小齿轮(single-pinion)型的行星齿轮机构，该行星齿轮机构配置在与发动机1相同的轴线上，第1电动发电机2与太阳齿轮6连结。另外，第1电动发电机2与动力分割机构5邻接，配置在与发动机1相反的侧，其转子与太阳齿轮6连结。环形齿轮7相对于该太阳齿轮6配置在同心圆上，保持成与这些太阳齿轮6和环形齿轮7啮合的小齿轮能够通过托架(carrier)8进行自转以及公转，该托架8与发动机1的输出轴9连结。而且，主动齿轮(drive gear)10与环形齿轮7连结。该主动齿轮10配置于发动机1和动力分割机构5之间。进而，用于使成为动力分割机构5中的输入元件的托架8的旋转停止的制动器Bcr配置于上述主动齿轮10和发动机1之间。发动机1的输出轴9与托架8连结，所以制动器Bcr作为使发动机1的旋转停止的固定单元而发挥功能，该制动器Bcr例如由通过油压而接合的摩擦制动器构成，或者由啮合式的离合器(犬牙式离合器)等构成。

另外，在输出轴9的延长轴线上配置了油泵(OP)11。该油泵11用于产生用于润滑、控制的油压，输出轴9与该油泵11连结，构成为由发动机1驱动油泵11而使油压产生。

与上述动力分割机构5、第1电动发电机2等的旋转中心轴线平行地配置了副轴(counter shaft)12，与上述主动齿轮10啮合的副轴从动齿轮(counter driven gear)13以与该副轴12成为一体而旋转的方式被安装。该副轴从动齿轮13是直径比主动齿轮10小的齿轮，因此在从动力分割机构5朝向副轴12传递转矩的情况下产生减速作用(转矩的放大作用)。

进而，构成为对从上述动力分割机构5传递到驱动轮4的转矩加上第2电动发电机3的转矩。即，与上述副轴12平行地配置了第2电动发电机3，与其转子连结的减速齿轮14与上述副轴从动齿轮13啮合。该减速齿轮14的直径比副轴从动齿轮13小，因此构成为放大第2电动发电机3的转矩而传递到副轴从动齿轮13或者副轴12。如果是这样的结构，则能够取得大的基于减速齿轮14与副轴从动齿轮13而产生的减速比，另外能够提高针对前置发动机前轮驱动车(FF车)的搭载性。

对于副轴12，进而以与其成为一体而旋转的方式设置了副轴主动齿轮15，该副轴主动齿轮15与作为终减速机的差速齿轮16中的环形齿轮17啮合。在图5中为便于制图而将差速齿轮16的位置挪到图5中的右侧而进行了记载。

另外，即使是具备图5所示的动力传动的车辆，各电动发电机2、3也经由未图示的逆变器等控制器而与蓄电池等蓄电装置连接。而且，这些电动发电机2、3的电流被控制，以作为电动机而发挥功能，另外作为发电机而发挥功能。另外，发动机1的节气门开度、点火时期被控制，进而进行自动停止和再次起动的控制。

这些控制是通过电子控制装置执行的，在图6中用框图示出了用于其的控制***。设置了：进行用于行驶的整体的控制的混合动力控制装置(HV－ECU)18；用于控制各电动发电机2、3的电动发电机控制装置(MG－ECU)19；以及用于控制发动机1的发动机控制装置(E/G－ECU)20。这些各控制装置18、19、20以微型计算机为主体而构成，并构成为使用所输入的数据以及预先存储的数据来进行运算，并将其运算结果输出为控制指令信号。举出该输入数据的例子，在混合动力控制装置18中，车速、加速器开度、第1电动发电机2的转速、第2电动发电机3的转速、前述环形齿轮7的转速(输出轴转速)、发动机1的转速、蓄电装置的充电容量(SOC)等被输入到混合动力驱动装置18。另外，举出从混合动力驱动装置18输出的指令信号的例子，第1电动发电机2的转矩指令值、第2电动发电机3的转矩指令值、发动机1的转矩指令值和制动器Bcr的油压指令值等从混合动力驱动装置18输出。另外，在以图3所示的动力传动为对象的情况下，输出各离合器C1、C2的油压指令信号PC1、PC2。另外输出后述变速部22中的离合器C0、制动器B0的油压指令信号PC0、PB0。

上述第1电动发电机2的转矩指令值以及第2电动发电机3的转矩指令值作为控制数据输入到电动发电机控制装置19，电动发电机控制装置19构成为根据这些转矩指令值而进行运算，输出第1电动发电机2、第2电动发电机3的电流指令信号。另外，发动机转矩指令信号作为控制数据输入到发动机控制装置20，发动机控制装置20构成为根据该发动机转矩指令信号而进行运算，针对电子节气门(未图示)输出节气门开度信号，另外输出控制点火时期的点火信号。

即使是具备图5所示的结构的动力传动的车辆，也能够设定前述发动机行驶模式以及双电动机行驶模式和单电动机行驶模式。参照图7以及图8说明这些各行驶模式中的转矩和转速的状态。在发动机行驶模式下，被控制成发动机1输出满足所需驱动力的动力(power)，在该情况下，控制发动机1的转速以使燃油效率变良好。即图7是关于构成前述动力分割机构5的行星齿轮机构的共线图，发动机1的转矩作用于托架8，与行驶阻力相当的转矩作用于环形齿轮7。在该状态下如果通过第1电动发电机2使负方向(与发动机转矩的作用方向相反的方向)的转矩(所谓的反力转矩)作用到太阳齿轮6，则在作为输出元件的环形齿轮7中产生正方向的转矩。由第1电动发电机2产生的负方向的转矩在第1电动发电机2正旋转(与发动机1相同方向的旋转)的状态下是通过使第1电动发电机2作为发电机发挥功能而产生的。因此在第1电动发电机2中产生电力，该电力被供给到第2电动发电机3而第2电动发电机3作为电动机进行动作，其转矩被合计到来自发动机1的转矩而传递到驱动轮4。这样，在发动机行驶模式下，发动机1所输出的动力在动力分割机构5中被分割到第1电动发电机2侧和主动齿轮10侧，分割到主动齿轮10侧的转矩(有时称为直接转矩)经由副轴12传递到差速齿轮16，相对于此，传递到第1电动发电机2侧的动力在暂先变换为电力之后，在第2电动发电机3中被逆变换为机械性的动力，经由副轴从动齿轮13、副轴12等传递到差速齿轮16。

图8示出了通过至少某一方的电动发电机2、3来行驶的模式下的转矩的状态，在单电动机行驶模式下，第2电动发电机3向正旋转方向被驱动，其转矩经由副轴12传递到驱动轮4，车辆前进行驶。在该情况下，为了避免由于带着旋转发动机1而导致的动力损失，使制动器Bcr接合而使发动机1的旋转停止。伴随其，与太阳齿轮6连结的第1电动发电机2逆旋转，所以如果在减速时使第1电动发电机2也作为发电机发挥功能，则能够在使能量再生的同时使制动力产生。

另外，在上述单电动机行驶模式的状态下，如果从蓄电装置对第1电动发电机2进行供电而使得逆旋转，则在环形齿轮7中产生正旋转方向的转矩，该转矩被合计到第2电动发电机3的转矩而传递到驱动轮4。即，车辆利用两个电动发电机2、3所输出的动力来前进行驶，成为双电动机行驶模式。

在本发明中作为对象的混合动力车辆如上所述根据所需驱动量而被切换为发动机行驶模式、双电动机行驶模式、单电动机行驶模式。另外，所需驱动量可以是加速器开度、根据加速器开度和车速而求出的所需驱动力或者构成为根据加速器开度、所需驱动力来求出的规定的系数。因此，在所需驱动量大且急速地变化的情况下，在发动机行驶模式与单电动机行驶模式之间有时产生经由了双电动机行驶模式的所谓的经过多个行驶模式的迅速的切换，但本发明的控制装置构成为避免这样的所谓的经过多个行驶模式的迅速的切换。

图1是用于说明其控制例的流程图，该控制在车辆行驶的状态或者主开关接通的状态下，每隔规定的短时间在上述混合动力控制装置18中被反复执行。该控制是构成为在规定的条件成立的情况下不选择切换行驶模式时的中间的行驶模式的控制，因此判断当前时间点的行驶模式是否为在该当前时间点的行驶模式与应根据所需驱动量设定的行驶模式之间存在中间的行驶模式的行驶模式。在图1所示的控制例中，判断是否设定了单电动机行驶模式(步骤S1)。该判断能够通过判断用于设定单电动机行驶模式的指令信号是否从混合动力控制装置18输出而进行，或者根据车速V、所需驱动力F以及前述图4所示的图来进行。

在由于设定有单电动机行驶模式而在步骤S1中判断为肯定的情况下，判断所需驱动量的变化率(步骤S2)。在图1所示的控制例中，判断加速器开度变化率dθ/dt是否大于预先决定的规定值α。另外，在图1中，常规而言，每隔预先决定的规定时间而反复执行，针对各循环检测加速器开度，所以在步骤S2中也可以设为判断针对各循环检测到的加速器开度之差(变化量)。另外，作为步骤S2中的判断基准值的规定值α用于预测产生从单电动机行驶模式向发动机行驶模式的切换的情况，通过如图4所示设定各行驶区域，从而作为根据车速而不同的值，能够根据实验等来预先决定。

步骤S2中判断为肯定的情况下的车辆的运转状态的变化是例如在图4中用箭头A表示的变化，行驶模式从单电动机行驶模式经由双电动机行驶模式切换为发动机行驶模式。在步骤S2中判断为肯定的情况下，由于加速器开度变化率(或者增大率)dθ/dt大，从而会迅速地执行上述行驶模式的切换，所以为了避免该切换成为所谓的经过多个行驶模式的迅速的切换，双电动机行驶模式不被选择(步骤S3)。总而言之，该步骤S3的控制是不输出设定或者选择双电动机行驶模式的控制指令信号的控制，具体而言，即使车辆的运转状态进入图4所示的双电动机行驶区域II，也继续进行设定单电动机行驶模式的控制，或者被切换为发动机行驶模式。为了进行这样的不选择双电动机行驶模式的控制，可以将例如图4所示的图中的双电动机行驶区域II置换为单电动机行驶区域I，或者置换为发动机行驶区域III。

在步骤S3中执行了不选择双电动机行驶模式的处理之后，执行根据车速V以及所需驱动力F而设定行驶模式的控制(步骤S4)，之后返回。因此，在作为所需驱动量的一个例子的加速器开度急速地增大的情况下，会从单电动机行驶模式经由双电动机行驶模式切换为发动机行驶模式，但在上述步骤S3中设为不选择双电动机行驶模式，所以实际的切换控制成为从单电动机行驶模式直接切换为发动机行驶模式的控制。

在图2中用时序图示出了伴随加速器开度变化率dθ/dt如上所述地大而从单电动机行驶模式切换为发动机行驶模式的情况下的发动机转速、各电动发电机2、3的转速、转矩等的变化的一个例子。在单电动机行驶模式下，发动机1被停止，且制动器Bcr的油压为“0”，制动器Bcr被放开。另外，第2电动发电机3输出用于行驶的转矩，相对于此，第1电动发电机2不输出转矩而成为自由旋转状态。即第1电动发电机2进行所谓的逆旋转。在该状态下如果加速器开度增大(t1时间点)，则其变化率(增大率)dθ/dt成为比“0”大的值。之后，加速器踏板(未图示)被进一步用力踩踏而加速器开度变化率dθ/dt增大，其值超过所述规定值α时，不选择双电动机行驶模式的判断成立(t2时间点)。

之后，加速器踏板的踩踏速度缓慢而加速器开度变化率dθ/dt下降到比规定值α小的值，这样加速器开度变化而所需驱动力F逐渐增大。在该过程中即使车辆的运转状态进入到前述双电动机行驶区域II，也不会被设定双电动机行驶模式。因此制动器Bcr的油压维持为“0”而制动器Bcr被放开，另外第1电动发电机2的转矩也维持为“0”。

然后，如果加速器开度以及基于此的所需驱动力F增大到使车辆的运转状态进入发动机行驶区域III的值(t3时间点)，则为了起动发动机1，第1电动发电机2的转矩向正方向(使发动机1旋转的方向)增大，转速朝向正方向开始增大。另外，第2电动发电机3的转矩被增大，以抑制伴随驱动发动机1而驱动转矩下降。这样发动机转速开始增大，并在该发动机转速增大的过程中停止踩踏加速器踏板而维持为规定的加速器开度，加速器开度变化率dθ/dt返回到“0”(t4时间点)。当发动机转速增大而发动机1被点火时(实质性地被起动时)(t5时间点)，发动机1开始输出转矩，所以第2电动发电机3的转矩被下降。另外，第2电动发电机3的转速伴随车速的增大而增大。另外，为了将发动机转速控制为燃油效率良好的转速，第1电动发电机2被控制成作为发电机而发挥功能，其转矩成为负的方向的转矩。如果这样发动机1的起动完成，则发动机转速以及第1电动发电机2的转速维持为与加速器开度或者所需驱动力F相应的规定的转速(t6时间点)。

本发明的控制装置如上所述进行控制，使得由于加速器开度变化率dθ/dt比规定值α大，从而设为不选择双电动机行驶模式以使得从单电动机行驶模式直接切换为发动机行驶模式，所以在该控制的过程中，不需要进行第1电动发电机2输出用于行驶的驱动力或者使制动器Bcr接合、放开的控制。即，能够避免或者抑制行驶模式的迅速或者频繁的切换。另外，通过双电动机行驶模式不被选择，从而即使加速器开度增大也会维持单电动机行驶模式，但由于加速器开度变化率dθ/dt大从而切换到发动机行驶模式为止的时间变短，所以在驱动力的增大中不特别地产生延迟，能够避免或者抑制不协调的感觉。

在前述步骤S2中判断为否定的情况下，加速器开度未发生变化或者缓慢发生变化。在该情况下，即使产生从单电动机行驶模式向发动机行驶模式的切换或者其相反的切换，也有用于设定中间的双电动机行驶模式的时间上的富余。即，不会迅速或者频繁地进行切换控制，所以能够选择双电动机行驶模式(步骤S5)。接下来，进入步骤S4执行根据车速V以及所需驱动力F设定行驶模式的控制，之后返回。

进而，在由于未设定单电动机行驶模式而在上述步骤S1中判断为否定的情况下，判断是否设定了发动机行驶模式(步骤S6)。该判断也与前述步骤S1中的判断同样地，能够根据从混合动力控制装置18输出的控制指令信号来进行，或者能够根据车速V、所需驱动力F以及前述图4所示的图来进行。在该步骤S6中判断为否定的情况下，由于设定有双电动机行驶模式，从而在该情况下，进入前述步骤S4执行根据车速V以及所需驱动力F设定行驶模式的控制，之后返回。

与其相反，在由于设定有发动机行驶模式而在步骤S6中判断为肯定的情况下，判断所需驱动量的变化率(步骤S7)。在图1所示的控制例中，判断加速器开度变化率dθ/dt是否比预先决定的其它规定值β大。另外，在图1中，常规而言，每隔预先决定的规定时间而反复执行，针对各循环检测加速器开度，所以在步骤S7中，也可以与前述步骤S2同样地，设为判断针对各循环检测到的加速器开度之差(变化量)。另外，作为步骤S7中的判断基准值的规定值β用于预测产生从发动机行驶模式向单行驶模式的切换的情况，通过如图4所示设定各行驶区域，从而作为根据车速而不同的值，能够根据实验等来预先决定。因此，在步骤S7中，判断加速器开度的减少率。

步骤S7中判断为肯定的情况下的车辆的运转状态的变化是例如在图4中用箭头B表示的变化，行驶模式从发动机行驶模式经由双电动机行驶模式切换为单电动机行驶模式。在步骤S7中判断为肯定的情况下，由于加速器开度变化率(或者减少率)dθ/dt大，从而迅速地执行上述行驶模式的切换，所以为了避免该切换成为所谓的经过多个行驶模式的迅速的切换，双电动机行驶模式不被选择(步骤S8)。该步骤S8的控制可以与前述步骤S3的控制相同。

在步骤S8中双电动机行驶模式不被选择之后，进入步骤S4执行根据车速V以及所需驱动力F设定行驶模式的控制，之后返回。因此，在作为所需驱动量的一个例子的加速器开度急速地被减少的情况下，会从发动机行驶模式经由双电动机行驶模式切换为单电动机行驶模式，但在上述步骤S3中双电动机行驶模式不被选择，所以实际的切换控制成为从发动机行驶模式直接切换为单电动机行驶模式的控制。

从发动机行驶模式直接切换到单电动机行驶模式的控制以如下方式进行：在保持将制动器Bcr维持为放开状态的情况下，停止针对发动机1的燃料的供给以及点火，并且将第1电动发电机2的转矩设定为“0”而将第1电动发电机2控制为自由旋转状态，进而使第2电动发电机3的转矩增大到满足驱动要求的转矩。因此，进行控制，使得由于加速器开度变化率(减少率)dθ/dt比规定值β大，从而设为不选择双电动机行驶模式，以使得从发动机行驶模式直接切换为单电动机行驶模式，所以在该控制的过程中，不需要第1电动发电机2输出用于行驶的驱动力或者使制动器Bcr接合、放开的控制。即，能够避免或者抑制迅速或者频繁地切换行驶模式。另外，通过双电动机行驶模式不被选择，从而即使加速器开度减少也会维持发动机行驶模式，但由于加速器开度变化率dθ/dt大从而成为滑行状态，发动机1不特别地输出转矩，所以在驱动力的下降中不特别地产生延迟，另外直至切换为单行驶模式为止的时间短，所以几乎不成为燃油效率恶化的主要原因。

另一方面，在步骤S7中判断为否定的情况下，加速器开度未发生变化或者缓慢发生变化。在该情况下，即使产生从单电动机行驶模式向发动机行驶模式的切换或者其相反的切换，也有用于设定中间的双电动机行驶模式的时间上的富余。即，不会迅速或者频繁地进行切换控制，所以与在前述步骤S2中判断为否定的情况同样地，进入步骤S5而能够选择双电动机行驶模式。接下来，进入步骤S4执行根据车速V以及所需驱动力F设定行驶模式的控制，之后返回。

另外，在已经设定有双电动机行驶模式而在步骤S6中判断为否定的情况下，直接进入步骤S4执行根据车速V以及所需驱动力F设定行驶模式的控制，之后返回。

另外，在本发明中能够作为对象的混合动力车辆并不限定于具备前述图5所示的结构的动力传动的车辆，也可以是具备其它动力传动的混合动力车辆。对其例子进行说明，图9所示的动力传动是对图5所示的动力传动的一部分进行了变更的例子。即，图9所示的例子是将前述制动器Bcr置换为单向离合器F1的例子。该单向离合器F1设置在输出轴9或者托架8与壳体等固定部21之间，构成为在逆旋转方向的转矩作用于输出轴9或者托架8的情况下进行接合而使其旋转停止。如果使用这样的单向离合器F1，则能够根据转矩的作用方向而使输出轴9或者托架8的旋转停止，所以在进行利用电动发电机2、3的动力来行驶的所谓的EV行驶的情况下，无需进行关于制动器等接合机构的特别的控制。

进而示出其它例，图10所示的例子是在发动机1与动力分割机构5之间追加了变速部22的例子。图10所示的变速部22构成为能够切换为直接连结级(低)和增速级(超速(O/D)级：高)。该变速部22具备单小齿轮型的行星齿轮机构，在其托架23上连结有发动机1的输出轴9，另外在前述动力分割机构5中的托架8上以成为一体而旋转的方式连结有环形齿轮24。而且，在太阳齿轮25与托架23之间设置了连结它们并解除其连结的离合器C0。另外，设置了固定太阳齿轮25并解除其固定的制动器B0。这些离合器C0以及制动器B0例如能够由通过油压而接合的摩擦接合机构构成。在该情况下，如果使这些离合器C0以及制动器B0与构成壳体的一部分的隔板部26邻接地配置，则能够将用于针对离合器C0以及制动器B0供给压力油并排出的油路设置在隔板部26的内部，所以能够简化作为动力传递装置的整体的结构。另外，该隔板部26例如如图11所示也可以设置在单小齿轮形行星齿轮机构与离合器C0以及制动器B0之间。如果是这样的结构，则能够作成从现有的混合动力式动力传递装置的改造程度小、且装配性或者制造性良好的装置。

在上述变速部22中，通过离合器C0接合，从而作为两个旋转元件的太阳齿轮25和托架23连结，行星齿轮机构的整体成为一体而旋转，成为不产生增速作用以及减速作用的所谓的直接连结状态(低)。因此，通过除了使离合器C0接合之外还使制动器B0接合，从而变速部22的整体成为一体而被固定，动力分割机构5中的托架8以及发动机1的旋转被停止。相对于此，如果仅使制动器B0接合，则变速部22中的太阳齿轮25成为固定元件，托架23成为输入元件，所以作为输出元件的环形齿轮24以比托架23高的转速与托架23同方向地旋转。即，变速部22作为增速机构发挥功能。换言之，被设定O/D级(高)。在该O/D级中，发动机1的转矩根据变速部22中的变速比降低而被输入到托架8，所以与图5、图9所示的结构相比较，能够减小在第1电动发电机2中产生的转矩。另外，在图10或者图11所示的结构中，虽然在动力分割机构5的前级侧设置了变速部22，但相比动力分割机构5处于下游侧(驱动轮4侧)的结构与图5所示的结构相同，所以能够设定双电动机行驶模式或者单电动机行驶模式等电动机行驶模式。

在图12中汇总地示出了这些各行驶模式以及后退状态下的离合器C0以及制动器B0的接合以及放开的状态、和各电动发电机2、3的动作的状态。关于各动作状态简单地进行说明，在图12中“EV”表示电动机行驶模式，在所谓的单电动机行驶模式下离合器C0以及制动器B0被放开，并且第2电动发电机3作为电动机进行动作，且第1电动发电机2作为发电机发挥功能。另外，也可以使第1电动发电机2空转。在该单电动机行驶模式下使动力源制动作用(发动机制动作用)产生的情况下，离合器C0以及制动器B0这两方被接合，动力分割机构5中的托架8被固定。

另外，在电动机行驶模式中的双电动机行驶模式下，第1以及第2电动发电机2、3作为电动机发挥功能。而且，为了使得第1电动发电机2的转矩从主动齿轮10输出到副轴从动齿轮13，离合器C0以及制动器B0都被接合，托架8被固定。在该情况下，通过离合器C0以及制动器B0被接合，从而动力分割机构5的托架8被固定。因此，动力分割机构5作为减速机发挥功能，第1电动发电机2的转矩被放大而从主动齿轮10输出到副轴从动齿轮13。在图13中用共线图示出了该状态。

另一方面，在图12中“HV”表示对发动机1进行驱动的混合动力驱动状态，在车辆以轻负荷且中高车速行驶的状态下，变速部22被设定为O/D级(高)。即，离合器C0被放开，制动器B0被接合。在图14中作为共线图示出了该状态。在该状态下，如前述那样，通过第1电动发电机2将发动机转速控制为燃油效率良好的转速，在该情况下第1电动发电机2作为发电机发挥功能，其结果，所产生的电力被供电到第2电动发电机3而第2电动发电机3作为电动机进行动作，输出驱动转矩。另外，在低车速下加速器开度变大等需要大的驱动力的情况下，变速部22被控制为直接连结(低)状态。即，离合器C0被接合且制动器B0被放开，成为变速部22的整体成为一体而旋转的状态。另外，第1电动发电机2作为发电机进行动作且第2电动发电机3作为电动机进行动作的情况不变。进而在驱动发动机1而后退行驶的情况下，变速部22被控制为直接连结(低)状态，另外第1电动发电机2作为发电机进行动作，且第2电动发电机3作为电动机进行动作。关于该情况下的驱动轮4的旋转方向，通过控制各电动发电机2、3的旋转方向、转速，从而控制为后退行驶方向。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆具有发动机和至少两个电动机作为产生用于车辆行驶的驱动力的驱动力源，所述控制装置根据针对所述车辆的所需驱动量，选择并设定利用所述发动机的驱动力来行驶的第1行驶模式、利用两个以上的所述电动机的驱动力来行驶的第2行驶模式以及利用比在所述第2行驶模式中驱动的电动机的数量少的数量的电动机的驱动力来行驶的第3行驶模式中的某一个行驶模式，所述控制装置的特征在于，

构成为在所述所需驱动量的变化率大于预先决定的值的情况下，使所述第2行驶模式的选择无效，并且停留于所述第1行驶模式和所述第3行驶模式中的某一个行驶模式，从而避免行驶模式在所述第1行驶模式与所述第3行驶模式之间经由所述第2行驶模式切换。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，

所述所需驱动量包括根据加速器开度和车速而求出的所需驱动力。

3.根据权利要求1或者2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，

所述所需驱动量的变化率包括加速器开度的变化率。

4.根据权利要求1或者2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，构成为：

根据所述所需驱动量和车速，预先决定有：设定所述第1行驶模式的第1行驶区域；设定所述第2行驶模式的第2行驶区域，该第2行驶区域是所需驱动量比该第1行驶区域小的区域；以及设定所述第3行驶模式的第3行驶区域，该第3行驶区域是所需驱动量比该第2行驶区域小的区域，

在根据所述所需驱动量和车速决定的所述混合动力车辆的运转状态属于所述第1至第3行驶区域中的某一个行驶区域的情况下，设定与所述运转状态所属的行驶区域对应的行驶模式。

5.根据权利要求4所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，

使所述第2行驶模式的选择无效的控制包括如下控制：将所述第1行驶区域扩大到所述第2行驶区域，即使在所述运转状态属于扩大所述第1行驶区域之前的第2行驶区域的情况下，也设定与所述第1行驶区域对应的所述第1行驶模式。

6.根据权利要求4所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，

使所述第2行驶模式的选择无效的控制包括如下控制：在所述运转状态属于第2行驶区域的情况下，代替所述第2行驶模式而设定所述第1行驶模式。

7.根据权利要求1或者2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，构成为：

所述两个电动机中的第1电动机能够将驱动力传递到所述发动机和驱动轮，且所述两个电动机中的第2电动机至少能够将驱动力传递到所述驱动轮。

8.根据权利要求1或者2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，

所述混合动力车辆具备：

动力分割机构，由差动机构构成，该差动机构具备相互进行差动作用的第1至第3旋转元件，且所述发动机与第1旋转元件连结，并且所述两个电动机中的第1电动机与第2旋转元件连结，进而所述两个电动机中的第2电动机与第3旋转元件连结；以及

固定单元，固定所述第1旋转元件，并解除其固定。

9.根据权利要求1或者2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，

所述至少两个电动机中的某一个电动机是具有发电功能的电动机。